Обеспечение безопасной эксплуатации и долговечности длительно эксплуатируемых нефте- и нефтепродуктопроводов

• Автор: Шарнина, Гульнара Салаватовна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 153 с.

1.1. Анализ аварийности и причин отказов сварных соединений и труб нефте и нефтепродуктопроводов

1.2. Дефекты сварных соединений и труб нефте и нефтепродуктопроводов

и причины их возникновения

1.3. Оценка характеристик концентрации напряжений в сварных соединениях и дефектах труб
1.4. Анализ методов оценки долговечности и ресурса безопасной эксплуатации нефте и нефтепродуктопроводов при циклическом нагружении

1.5. Постановка задач исследования

Глава 2. Исследование металла сварных соединений и основного металла труб длительно эксплуатируемого нефтепровода
2.1. Исследование механических свойств металла сварных соединений и основного металла труб длительно эксплуатируемого нефтепровода

2.1.1. Испытания на растяжение

2.1.2. Испытания на ударный изгиб

2.2. Испытания на малоцикловую усталость натурных образцов основного металла и сварных соединений труб
2.3. Исследование малоцикловой долговечности металла сварных соединений, выполненных газопрессовой сваркой, и основного металла труб длительно эксплуатируемого нефтепровода при циклическом нагружении
Выводы по главе
Глава 3. Анализ напряженнодеформированного состояния сварных соединений длительно эксплуатируемых нефтепроводов
3.1.Оценка концентрации напряжений в сварных соединениях, выполненных
газопрессовой сваркой, методом конечных элементов по упругой модели
3.2. Сопоставление теоретических коэффициентов концентрации напряжений сварных стыков, выполненных газопрессовой сваркой, со значениями коэффициентов концентрации, рассчитанными методом конечных элементов
3.3. Оценка напряженнодеформированного состояния сварных соединений по нелинейной упругопластической модели
Выводы по главе
Глава 4. Определение ресурса безопасной эксплуатации длительно эксплуатируемых нефтепроводов и нефтепродуктопроводов
4.1. Исследование цикличности нагружения нефтепроводов
4.2. Определение ресурса безопасной эксплуатации длительно эксплуатируемых нефте и нефтепродуктопроводов на основе принципа линейного накопления повреждений, анализа режима нагружения и концентрации напряжений в сварных соединениях и дефектах труб
4.2.1. Определение фактического числа циклов нагружения нефте и нефтепродуктопроводов за один год при различных режимах нагружения
4.2.2. Определение числа циклов до разрушения при циклическом нагружении нефте и нефтепродуктопроводов с дефектом
4.3. Пример определения ресурса безопасной эксплуатации длительно эксплуатируемого нефтепровода с дефектом сварного соединения в виде отклонения формы стыка на основе анализа режима нагружения и принципа линейного накопления повреждений 1
Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Как показал анализ опыта эксплуатации нефте и нефтепродуктопроводов , 6, интенсивность отказов среднее число отказов в единицу времени, приходящееся на единицу длины после резкого всплеска в начальный период эксплуатации, вызванного грубыми дефектами СМР и заводскими дефектами труб, затем быстро снижается и после лет эксплуатации стабилизируется. По истечении примерно лет эксплуатации снова происходит рост интенсивности отказов, что связано с проявлением дефектов меньших размеров, которые послужили очагами накопления и развития коррозионных и усталостных повреждений в металле труб и сварных соединениях. Время начала нового роста интенсивности отказов колеблется в достаточно широких пределах и кроме факторов, связанных с качеством изготовления труб, качеством СМР, зависит и от режимов эксплуатации, коррозионной активности грунтов и т. Из анализа разрушений линейной части нефте и нефтепродуктопроводов последних лет видно, что из всех случаев разрушений часто встречающимися являются случаи разрушения по основному металлу труб, в зоне заводского продольного сварного шва, а также по монтажным кольцевым стыкам. По основному металлу разрушение всегда происходит в направлении продольной оси трубы и имеет хрупкий характер. Причинами разрушений по основному
металлу является загрязненность металла труб неметаллическими включениями, полосчатость структуры стали нередко очагами возникновения трещин в основном металле являются риски и вмятины, полученные при строительномонтажных работах и транспортировке труб. Значительное число разрушений по кольцевым монтажным стыкам относится к трубопроводам постройки гг. В то время не был налажен в достаточной степени контроль сварных стыков, т. А на нефте и нефтепродуктопроводах, построенных в течение последних лет, число разрушений по монтажным кольцевым стыкам практически незначительно. Таким образом, разрушение сварных стыков, прежде всего, связано с плохим качеством выполнения сварочных работ и нарушением правил ведения работ по капительному ремонту действующих магистральных трубопроводов. По данным исследований МЧС России , в последние годы наблюдается рост числа ежегодных аварий. В среднем за год на каждые км трубопроводов приходится по одной крупной аварии . Основные предпосылки для аварийности закладываются при проектировании и строительстве нефте и нефтепродуктопроводов. Ввиду неразвитости нормативноправовой базы в проекты либо не включаются результаты специальных инженерногеологических исследований, либо требования к ним не в полной мере соответствуют задаче обеспечения безопасности эксплуатации нефте и нефтепродуктопроводов. Изза стремления максимально сократить затраты на строительство строительные организации прокладывают трубопроводы кратчайшим путем, не всегда учитывая опасные процессы природного происхождения карсты, обледенение, вечная мерзлота и т. В числе возможных мер по снижению аварийности на длительно эксплуатируемых нефте и нефтепродуктопроводах находится определение ресурса их безопасной эксплуатации , . Большинство работ, посвященных вопросам прочности, долговечности и безопасной эксплуатации нефте и нефтепродуктопроводов , , , , , , , , 2, в той или иной степени затрагивают проблемы причин возникновения дефектов и их влияние на усталостную долговечность труб. Анализ литературных данных показывает, что существует достаточно подробная классификация дефектов сварных соединений и труб нефте и нефтепродуктопроводов см. Сварные соединения характеризуются значительной структурной неоднородностью. Вследствие этого процессы деформационного старения и усталости металла в них протекают наиболее интенсивно, и в сварных соединениях происходит ускоренное охрупчивание металла. Поэтому дефекты сварных соединений являются наиболее опасными концентраторами напряжений. Дефекты сварных соединений и причины их возникновения подробно рассмотрены в работах , , , , , 2. К дефектам сварных соединений относят разного рода отклонения от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции дефекты формы и размеров швов, наплывы, подрезы, прожоги, незаваренные кратеры, протеки, газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины горячие, холодные, термические, усталостные и т. Таблица 1.